simposio 29 olimpíada iberoamericana de matemáticas

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Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas Breve acercamiento a una metodología para abordar problemas geométricos de tipo olímpico. Profesor: Enech García Martínez Universidad de Ciencias Pedagógicas La Habana, Cuba e-mail: [email protected] [email protected] Resumen: En este trabajo se realiza un recorrido por diferentes aristas de la resolución de problemas, analizando varias técnicas y estrategias aplicables a todo tipo de problemas, pero centrándonos, sobre todo en una parte de la metodología para abordar problemas geométricos de corte olímpico. Introducción Las Olimpiadas de matemáticas, especialmente aquellas dirigidas a los alumnos de la enseñanza media llegan a mas de 100 países en el mundo debido al gran efecto que produce en la popularización de la matemática y como forma de detectar a los jóvenes con talento para el estudio de esta ciencia. Este trabajo está dirigido fundamentalmente a los profesores que deseen entrenar estudiantes para participar en estas competiciones. Existen métodos heurísticos, estrategias y técnicas que los que se dedican a resolver problemas usan una y otra vez, pero no son recetas, sino orientaciones que pueden ayudar a obtener una solución. Hoy en día nadie duda de la importancia de la resolución de problemas en la formación de nuestros alumnos, en particular, la función desarrolladora encaminada a fomentar en ellos el pensamiento científico y teórico dotándolos de métodos efectivos de actividad intelectual, por tal motivo es de suma importancia incluir en la formación matemática de un docente la preparación y adiestramiento que lo capacite para enfrentar el trabajo metodológico en el tratamiento de problemas, de manera que logre desarrollar en sus alumnos capacidades y habilidades para formular y solucionar los mismos.

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Page 1: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

Breve acercamiento a una metodología para abordar problemas

geométricos de tipo olímpico.

Profesor: Enech García Martínez Universidad de Ciencias Pedagógicas La Habana, Cuba e-mail: [email protected]

[email protected]

Resumen:

En este trabajo se realiza un recorrido por diferentes aristas de la resolución de

problemas, analizando varias técnicas y estrategias aplicables a todo tipo de

problemas, pero centrándonos, sobre todo en una parte de la metodología para

abordar problemas geométricos de corte olímpico.

Introducción

Las Olimpiadas de matemáticas, especialmente aquellas dirigidas a los

alumnos de la enseñanza media llegan a mas de 100 países en el mundo

debido al gran efecto que produce en la popularización de la matemática y

como forma de detectar a los jóvenes con talento para el estudio de esta

ciencia. Este trabajo está dirigido fundamentalmente a los profesores que

deseen entrenar estudiantes para participar en estas competiciones.

Existen métodos heurísticos, estrategias y técnicas que los que se dedican a

resolver problemas usan una y otra vez, pero no son recetas, sino

orientaciones que pueden ayudar a obtener una solución.

Hoy en día nadie duda de la importancia de la resolución de problemas en la

formación de nuestros alumnos, en particular, la función desarrolladora

encaminada a fomentar en ellos el pensamiento científico y teórico dotándolos

de métodos efectivos de actividad intelectual, por tal motivo es de suma

importancia incluir en la formación matemática de un docente la preparación y

adiestramiento que lo capacite para enfrentar el trabajo metodológico en el

tratamiento de problemas, de manera que logre desarrollar en sus alumnos

capacidades y habilidades para formular y solucionar los mismos.

Page 2: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

En nuestros países del área algunos estudiantes exolímpicos y egresados de

nuestras universidades se han insertado al trabajo de formación de las nuevas

generaciones lo cual representa una valiosa contribución al desarrollo de

nuestros países en este campo, sin embargo, a pesar de la fuerza en el manejo

de las matemáticas carecen de la metodología para saber “cómo enseñar lo

que se quiere”. No solo es exponer un tema, explicar algunos ejemplos y

proponer problemas de corte olímpico, hay que saber cómo enseñar un modo

de actuación consecuente.

Nuestros docentes deben manejar a su antojo los elementos heurísticos que

están presentes en la resolución de problemas, entiéndase, los procedimientos

y los medios auxiliares heurísticos. Es muy útil conocer los procedimientos

heurísticos como apoyo a las actividades mentales, es decir, los principios,

reglas y estrategias que nos deben acompañar en el proceso de la resolución.

Todos estamos obligados a tener siempre en cuenta que para convertirnos en

solucionadores de problemas la única manera que se aprende a resolverlos es

¡resolviendo problemas!, es por ello que debemos aprovechar lo que de

creativo tiene toda persona al nacer, esta habilidad puede desarrollarse

cuando practicamos y hacemos un entrenamiento adecuado.

Cuando nos enfrentamos a un problema difícil, según mi colega y amigo

venezolano Dr Heber Nieto en muchas ocasiones no llegamos a divisar nada

en la primera oportunidad, se recomienda descansar por un período más bien

largo y luego recomenzar la tarea, tal vez, por un tiempo continuamos sin

encontrar una dirección adecuada, pero de repente, y sin darnos cuenta

encontramos el camino correcto.

En este proceso de resolución de problemas no nos podemos olvidar de la

metodología propuesta por George Pólya (1887-1985) publicada en su clásico

“Cómo resolverlo” cuando nos propone cuatro etapas para resolver problemas,

a cada una de ellas le asocia una serie de preguntas y sugerencias, que

cuando son aplicadas adecuadamente nos ayudan a resolver el problema.

Etapa 1-Comprensión del problema

1.1 ¿Cuál es la incógnita?, ¿Cuáles son los datos?. ¿Cuál es la condición?

Page 3: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

1.2 ¿Es la condición suficiente para determinar la incógnita?.¿Es insuficiente?

.¿Redundante?.¿Contradictoria?.

Etapa 2-Concepción de un plan.

2.1.¿Se ha encontrado un problema semejante?¿Ha visto el mismo problema

planteado con algo diferente?

2.2 ¿Conoce un problema relacionado con éste? ¿Conoce alguna herramienta

que puede ser útil?. Observe atentamente la incógnita y trate de recordar un

problema algo similar.

2.3 Si conoce un problema similar ¿podría utilizarlo?.¿Podría emplear su

resultado?¿Podría emplear su método?

2.4 ¿Podría enunciar el problema en otra forma?

2.5 Si no puede resolver el problema trate de resolver algún otro similar.

¿Podría imaginarse un problema algo similar pero más accesible?. ¿Podría

imaginarse un problema más general?.¿Puede resolver una parte del

problema? Considere una parte del problema y analice en qué forma puede

variar la incógnita .¿Puede cambiar la incógnita para acercarse un poco a la

solución?

2.6¿Ha empleado todos los datos?.¿Ha considerado todas las nociones

esenciales que tienen que ver con el problema?

Etapa 3- Ejecución del plan

3.1Al ejecutar el plan, compruebe cada uno de los pasos.

3.2¿Puede ver claramente que el paso es correcto?.¿Puede demostrarlo?

Etapa 4- Visión retrospectiva

4.1¿Puede verificar el resultado?. ¿Puede verificar el razonamiento?

4.2 ¿Puede obtener el resultado en forma diferente?. ¿Puede verlo de

golpe?.¿Puede emplear el resultado o el método en algún otro problema?

Es imposible resolver un problema si no hemos comprendido el enunciado, sin

embargo, en nuestras aulas, diariamente vemos a muchos estudiantes que

comienzan a realizar operaciones y demás sin reflexionar sobre lo que se le

pide.

Page 4: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

La segunda etapa tiene que ver con la estrategia, donde se concibe de manera

general un plan para atacar el problema, pero aun no se entra en precisiones

técnicas. Las preguntas que Pólya indica para esta etapa tratan de traducir el

problema a un lenguaje conocido, es decir, se quiere que el ataque al problema

se produzca en una zona conocida por el que está enfrentando el problema.

Estas sugerencias de Pólya son muy eficaces en la resolución de los

problemas que se plantean en nuestras clases según nuestros programas

curriculares, pero se quedan un poco por debajo de lo que exige un problema

olímpico con ideas no conocidas. Es en esta etapa donde se debe tener en

cuenta que no solo bastan los conocimientos, sino también la imaginación y por

supuesto la creatividad de cada cual.

La tercera etapa correspondería a la táctica, acá se ponen de manifiesto todos

los recursos que tengamos a manos para poder poner en práctica nuestra

estrategia, el éxito de esta etapa dependerá en gran medida si fuimos capaces

de establecer un eficaz plan, unido a los conocimientos y por supuesto al

entrenamiento que tengamos. Es en ella donde se producen los

estancamientos, es donde nos damos cuenta si resulta nuestro plan o no, en

caso de que algo no esté bien estaríamos obligados a retomar nuestro plan

para tratar de enmendarlo, modificarlo tantas veces fuesen necesarias para

conseguir nuestro objetivo.

La cuarta etapa, en la inmensa mayoría de los casos, es eliminada del proceso

de resolución del problema, sin embargo, Pólya critica mucho esta omisión, no

solo por el hecho de que comprobar lo realizado puede conducirnos a

percatarnos de errores en el trabajo, sino también que este análisis nos puede

llevar a nuevos resultados que pudieran generalizar o hacer más firme el

resultado que acabamos de alcanzar.

Desde hace mas de 50 años una gran parte de los matemáticos utilizan la

metodología de Polya pues se dan cuentan que en los métodos utilizados por

ellos están presentes, de una forma u otra sus estrategias heurísticas. Sin

embargo, se debe señalar, que cuando no se tiene experiencia, no resultan tan

cómodas aplicarlas, para muchos, estas estrategias son más descriptivas que

prescriptivas. Precisamente uno de los investigadores actuales que más se ha

Page 5: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

ocupado de este problema ha sido Alan Schoenfeld, para este investigador es

muy importante la presencia de cuatro factores:

1-Recursos cognitivos

Se refieren a los conocimientos matemáticos generales, como conceptos,

resultados y algoritmos.

2-Heurística

Se refiere a las estrategias y técnicas que conocemos y sepamos aplicarlas.

3-Control y metacognición

Es la capacidad de utilizar lo que sabemos para cumplir un determinado

objetivo

4-Creencias

Se refiere a lo que se cree y lo que se opina sobre la resolución de problemas.

El primer factor es indiscutible pero no importa la cantidad de conocimientos

que se posea para ser un buen solucionador de problemas, es sumamente

necesario apoyarnos en algunas técnicas y estrategias que nos ayuden a

atacar el problema.

Pero cuando se tratan estos tipos de problemas que están llenos de caminos

no conocidos necesitamos mucho más que conocimientos y estrategias,

necesitamos algo que nos guíe a utilizar estos recursos, que nos indique en

determinados momentos que es lo más aconsejable, o si en un momento

determinado debemos abandonar un camino o por el contrario insistir más en

ese y no abandonarlo por muy descabellado que parezca, esto es lo que

llamamos control. Muchos alumnos y docentes que no tienen mucha

experiencia en la resolución de este tipo de problemas quieren avanzar muy

rápido en la primera dirección tomada, tienen deseos de llegar a un resultado,

pero se apresuran y luego comienzan a dar vueltas y caen varias veces en el

mismo error.

El último factor citado por este investigador también es importante, sobre todo

entre los estudiantes de la enseñanza media, este tipo de estudiante le da

Page 6: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

mucha importancia a llegar a un resultado pero no se detiene en el

procedimiento, para ellos, todos los problemas tienen una forma

predeterminada de hacerlo, estas y otras creencias frenan el desempeño de

aquellos que realmente están interesados en resolver un problema, que sienten

placer al hacerlo.

Schoenfeld, al igual que Pólya, diseñó una serie de estrategias:

1-Análisis

1.1-Dibuje un diagrama siempre que sea posible.

1.2-Examine casos especiales

1.2.1 Seleccione algunos valores especiales para comenzar a comprender el

problema y familiarizarse con él.

1.2.2 Examine casos extremos para acotar las posibilidades.

1.2.3 Si hay un parámetro natural tratar de analizar para los primeros valores

consecutivos y observar si se llega a una invariante.

1.3 Trate de simplificar el problema.

1.3.1 Observando si hay simetría

1.3.2 Usando argumentos tales como “sin pérdida de generalidad”

2. Exploración

2.1 Considere problemas equivalentes.

2.1.1 Cambiando condiciones por otras equivalentes.

2.1.2 Relacionando de manera diferente los elementos del problema.

2.1.3 Introduciendo elementos auxiliares

2.1.4 Reformulando el problema

2.1.4.1 Cambiando la perspectiva o notación

2.1.4.2 Mediante argumento por contradicción.

2.1.4.3 Asumiendo que ya está resuelto el problema y determinando sus

propiedades.

2.2 Considere un problema ligeramente modificado.

Page 7: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

2.2.1 Proponerse resolver una parte del problema tratando de satisfacer

parcialmente las condiciones dadas.

2.2.2 Deje al lado una de las condiciones y luego trate de insertarla

nuevamente.

2.2.3 Descomponga el dominio del problema y trabaje por caso.

2.3 Considere problemas modificados

2.3.1 Construya problemas análogos pero con menos variables.

2.3.2 Deje todas las variables fijas excepto una para ver su impacto.

2.3.3 Trate de aprovechar cualquier problema relacionado que tenga forma,

datos o conclusiones semejantes.

3. Verificación de la solución

3.1 ¿Pasa su solución estas pruebas específicas?

3.1.1 ¿Usa todos los datos pertinentes?

3.1.2 ¿Está de acuerdo con estimaciones o predicciones razonables?

3.1.3 ¿Soporta pruebas de simetría, análisis dimensional y escala?

3.2 ¿Pasa estas pruebas generales?

3.2.1 ¿Puede ser obtenida de manera diferente?

3.2.2 ¿Puede ser sustanciada por casos especiales?

3.2.3 ¿Puede ser reducida a resultados conocidos?

3.2.4 ¿Puede ser utilizada para generar un resultado conocido?.

Veamos un ejemplo:

Los lados del ABC miden AB=26 cm,

BC=17 cm y CA=19 cm. Las bisectrices de

los ángulos de vértices B y C se cortan en el

punto I. Por I se traza una paralela a BC que

corta a los lados AB y BC en los puntos M y

N respectivamente. Calcule el perímetro del

AMN.

Page 8: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

S/ La primera de las estrategias de Schoenfeld es hacer un diagrama siempre

que sea posible, esto es recomendado para todo tipo de problema, pero si el

problema es de carácter geométrico sobran las palabras. La inmensa mayoría

de los problemas con carácter geométrico que se proponen en la enseñanza

media vienen acompañados de una figura, sin embargo, los problemas de corte

olímpico nunca la llevan, hacerla, es la primera tarea que tenemos por delante.

Es cierto que la figura ilustra pero no demuestra, pero una buena figura ayuda

sobremanera a comprender un problema, es un estímulo para nuestra

imaginación y en muchos casos nos marca pauta para elaborar un plan de

solución.

Hay varias maneras de atacar este problema, aquellos que gustan del algebra

y no le tienen miedo a las soluciones con cálculos complicados podrían hallar el

área del ABC ( tienen las longitudes de los tres lados), dividir este resultado

entre el semiperímetro obteniendo el radio de la circunferencia inscrita y por

proporcionalidad hallar las longitudes de AM, MN y AN.

Ahora bien, si observamos atentamente la figura y tratamos de encontrar

alguna relación importante, sobre todo, si hemos hecho una buena figura, nos

daremos cuenta que los triángulos BMI y CNI parecen isósceles, si esto fuera

cierto casi tendríamos resuelto el problema ya que de:

MI=MB y IN=NC se obtiene:

AM+MN+AN=AM+MI+IN+AN=AM+MB+AN+NC=AB+AC=26 + 19=45

¿podremos probar que los triángulos BMI y CNI son isósceles?

Veamos el BMI:

Sabemos que MN es paralela a BC entonces MIB=IBC, pero BI es bisectriz

de ABC por tanto MBI=IBC y con esto hemos completado la

demostración. Para el CNI se razona de manera análoga.

Análisis retrospectivo:

Si analizamos los datos del problema vemos que hay uno de ellos que no fue

utilizado: la longitud del lado BC. Esto quiere decir que para cualquier triángulo

con AB=26 cm y CA=19 cm la solución es la misma 26 + 19 = 45.

Page 9: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

También es fácil ver que si variamos AB y CA la respuesta siempre será AB +

CA. Esto quiere decir que los valores 26 y 19 no tienen nada especial y mucho

menos BC = 17. Estos datos, más bien no dejan visualizar claramente la

solución y han hecho que nuestra atención se dirija a cosas menos

importantes. Estos elementos distractores lo que hacen es aumentar la

dificultad del problema.

Supongamos que el enunciado del problema hubiese sido:

En un ABC las bisectrices de los ángulos de vértices B y C se cortan en el

punto I. Por I se traza una paralela a BC que corta a los lados AB y BC en los

puntos M y N respectivamente. Calcule el perímetro del AMN en función de

los lados AB y AC.

Este problema enunciado de esta manera es más general, pero probablemente

menos complejo que el original, ya que toda nuestra atención se concentrará

directamente hacia los lados AB y AC. Esto es una de las recomendaciones de

Pólya “considere un problema más general”, claro, un problema general

debería ser más difícil, sin embargo, al eliminar aspectos innecesarios

podemos visualizar el camino con mayor claridad.

De manera general, no es tan fácil darse cuenta de algún elemento del

problema que nos estorba, a veces, detectarlo, es más difícil que el problema

mismo. En algunos casos podemos desconfiar de algún dato, por parecer muy

particular, pero ¡cuidado!, pues hay propiedades que dependen de elementos

muy particulares de los datos, aunque esto más bien en problemas de

aritmética.

A continuación veamos algunas técnicas en la resolución

de problemas:

Invertir el problema:

Una de las técnicas que utilizamos en los entrenamientos es la de invertir el

problema. Cada problema tiene uno contrario, cuando los ponemos frente a

frente obviamente genera en el solucionador del problema algo favorable para

crear.

Veamos un ejemplo: Se quiere diseñar un uniforme cómodo para los

estudiantes de preuniversitario. El problema inverso sería realizar un diseño

Page 10: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

incómodo. El análisis de esta situación nos va a permitir, en gran medida,

descubrir los elementos que producen incomodidad y al eliminarlos entonces

se contribuye a la solución del problema original.

En matemática, este tipo de pensamiento está presente en las demostraciones

“por reducción al absurdo”, en las cuales partimos precisamente de lo contrario

a demostrar para tratar de arribar a una contradicción.

Pensamiento lateral:

Esta es una de las más utilizadas en las olimpíadas internacionales.

Consiste en dejar a un lado las vías que usualmente se utilizan y explorar

caminos inusuales aunque parezcan absurdos, tratar de hacer lo que nadie a

hecho.

Muchos problemas difíciles se resuelven de manera insospechada por vías que

supuestamente no tienen nada que ver con la situación original.

Imitación:

Muchos de nuestros mejores exolímpicos comenzaron imitando a sus primeros

profesores, la imitación ayuda, pues imitando muchas veces consolidamos

alguna técnica determinada y esto puede permitir ser original en la resolución

de un nuevo problema. Si queremos resolver problemas no podemos descuidar

la observación e imitación de las técnicas empleadas por estudiantes y

colegas.

Detrás de las alturas de un triángulo

El segmento trazado desde un vértice y perpendicular a la recta que contiene al

lado opuesto se le llama altura de un triángulo.

En muchos cursos de geometría generalmente hablamos de la concurrencia de

estos tres segmentos o de sus prolongaciones, pero pocas veces nos

detenemos a demostrarles a nuestros estudiantes esta afirmación.

¿Por qué podemos afirmar que las tres alturas son concurrentes?

Veamos una forma de hacerlo una vez que hayamos demostrado a nuestros

estudiantes la concurrencia de las mediatrices.

Page 11: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

El primer obstáculo que debemos vencer sería:

¿Cómo apoyarnos en lo que sabemos sobre mediatrices para caer en la

concurrencia de las alturas?.

Es acá donde intervienen elementos de estrategias y creatividad.

Las alturas ya nos proporcionan

la perpendicular, restaría

relacionar este segmento con la

partición de otro en partes

iguales, que por supuesto no

serían los lados del ABC. Para

mantener la perpendicular

podemos construir rectas

paralelas a los lados y los

puntos por donde pasarían pudieran ser los vértices formándose la nueva

figura que a continuación se expone:

Sean Ha, Hb, y Hc los pies de las alturas desde los vértices A, B y C

respectivamente. Tracemos por cada uno de los vértices del ABC una recta

paralela al lado opuesto y llamemos D, E y F los puntos de corte de estas

rectas. Observemos que el cuadrilátero AFBC es un paralelogramo entonces

AF= BC. Análogamente AECB es un paralelogramo y por consiguiente

AE=BC. De todo lo anterior podemos concluir que A es el punto medio EF y

entonces AHa será la mediatriz de ese segmento. Por estas razones las tres

alturas del ABC se convierten en las tres mediatrices del DEF y por lo tanto

son concurrentes.

A continuación veamos varios problemas relacionados con las alturas..

Problema 1:

Demostrar que la reflexión de la altura sobre la bisectriz pasa por el

circuncentro

Page 12: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

S/ Una de las estrategias que se sigue en

muchos problemas de geometría es

suponer que el problema está resuelto.

Debemos observar que si hay reflexión

con respecto a una recta entonces se

forman ángulos iguales a ambos lados del

eje de simetría, en nuestro caso

HaAE=EAO y como BAE=EAC por

ser AE bisectriz esto nos conlleva a

pensar que los ángulos BAHa y OAC deben ser iguales, y este sería nuestro

nuevo problema. Si logramos demostrar esta igualdad ya solucionaríamos el

problema original.

Sea Ha el pie de la altura trazada desde A, entonces AHaB=90yBAHa=

90ABHa. Sea M el punto medio del lado AC. Sabemos que AOC=2ABC

y como el AOC es isósceles, el AOM= 2

1AOC, es decir:

MAO=90ABHa. Como BAHa =MAO= 90 ABHa, los ángulos que

forman AHa y AO con la bisectriz del BAC son iguales.

Problema 2:

Demostrar que la reflexión del ortocentro sobre cada uno de los lados del

triángulo cae sobre el circuncírculo.

S/ Este es otro problema donde pudiéramos razonar de esa misma manera.

Veamos:

Si la reflexión de H con respecto a BC cae

sobre la circunferencia entonces HHa=

HaD, por lo tanto Ha sería punto medio de

HD.

Observemos que al relacionar esta

igualdad con la perpendicularidad nos

remite a pensar en el concepto de

mediatriz, por lo que CHa será mediatriz

Page 13: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

de HD. Pero fijémonos en que si trazara la cuerda DC entonces en el HCD

coincidiría la mediatriz, la mediana y la altura y por ende la bisectriz. Todo lo

anterior sugiere demostrar que HCHa=HaCD.

Sea D el punto de corte de la prolongación de la altura AHa con el circuncírculo.

Bastaría demostrar que HHa= HaD

Tenemos que:

BAHa=90 ABHa

BCHc=90 ABHa

Por consiguiente BAHa=BCHc

Pero BAD=BCD …...(por estar inscritos en el arco BD)

Entonces BCH=BCD y los triángulos

DCHa y HCHa son iguales, por lo que concluimos que HHa=HaD

Observación:

El triángulo formado por los pies de las alturas en un triángulo se le denomina

triángulo órtico del triángulo dado.

Problema 3:

Demostrar que el ortocentro de un triángulo es el incentro de su triángulo órtico.

S/ El primer acercamiento para la

concepción de un plan sería en

comprender que las alturas del triángulo

tienen que ser la bisectrices de su órtico,

por lo que el trabajo con ángulos debe

ocupar un lugar central en nuestro

resolución. La existencia de ángulos rectos

y tratar de encontrar relaciones con

ángulos nos conduce a ampliar los

recursos para ello, por eso encontramos

algunas circunferencias en nuestra figura

original lo cual nos permitiría encontrar nuevas relaciones entre ángulos.

Sea el ABC y su triángulo órtico HaHbHc

Page 14: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

Como BHcC=BHbC=90, los puntos B, Hc, Hb y C están sobre la misma

circunferencia y por tanto BHbHc = BCHc.

De la misma forma, los puntos B,Ha, Hb y A también están sobre la misma

circunferencia, entonces BHbHa=BAHa.

Pero BCHc=BAHa=90ABC

Por todo lo anterior obtenemos que BHbHc=BHbHa, es decir , la altura BHb

es la bisectriz de HcHbHa, concluyendo que las alturas del ABC son las

bisectrices del HaHbHc y el ortocentro del ABC es el incentro del HaHbHc.

Problema 4:

Demostrar que un triángulo, la perpendicular trazada desde un vértice al lado

correspondiente del triángulo órtico pasa por el circuncentro.

S/ En la resolución de este

problema se siguen ideas similares

a las del problema 1. Haber

comprendido la estrategia seguida

en ese problema y algunos

elementos de el que nos antecedió

nos conduciría en gran medida a

encontrar exitosamente la solución

de este problema.

Sea P el pie de la perpendicular

desde A al lado HbHc del triángulo

órtico. Como los puntos B,Hc,Hb y C

están sobre la misma circunferencia

entonces HcHbC + HcBC= 180

de donde HcBC=ABC=AHbHc ya que también HcHbC + AHbHc= 180

por consiguiente:

AHbHc ABC y HbAP=90 AHbP=90 ABC

Pero BAHa = 90 ABC, es decir, las rectas AHa y AP forman ángulos

iguales con AB y AC respectivamente, o lo que es lo mismo, AP es la reflexión

de AHa sobre la bisectriz del BAC.

De lo anterior podemos concluir que AP pasa por el circuncentro O del ABC.

Page 15: Simposio 29 Olimpíada Iberoamericana de Matemáticas

Conclusiones:

En la resolución de problemas de corte olímpico no hay recetas infalibles.

Como se ha mostrado, existen técnicas y estrategias que complementan la

metodología para abordar los mismos y constituyen el soporte universal para el

acercamiento a su solución.

Sin embargo, en la resolución de estos problemas intervienen otros procesos

no menos importantes como la imaginación y la creatividad dependientes del

desarrollo del pensamiento lógico y del razonamiento de cada solucionista.

Las técnicas y estrategias aplicadas en los ejemplos tratados dan prueba de

ello. En los ejemplos presentados se aplicaron diversas estrategias. Una de

ellas consistió en transformar el problema en otro de carácter mucho más

general que nos permitió una vía mucho más factible. Otro muestra que no solo

las estrategias y técnicas que se tienen resuelven el problema, es necesario

una dosis de creatividad e imaginación. En otros, el plan de solución se basó

en suponer que el problema estaba resuelto y mediante un trabajo hacia atrás

lograr la demostración del mismo.

Bibliografía:

[1] Andreescu, T., Feng, Z., Mathematical Olympiads Problems and Solutions

from Around the World 1998-1999.

[2] Duran, D., La Geometría Euclideana, Astrodata, Maracaibo, 2003.

[3] Nieto, J. H Olimpiadas Matemáticas: El arte de resolver problemas.

Colección Minerva, Caracas, 2005.

[4] Poicaré, H., Ciencia y Método , Espasa-Calpe Argentina, Buenos Aires,

1946.

[5] Pólya, G., How to Solve it; A New Aspect of Mathematical Method, Princeton

University Press, Princenton, 1945.

[6] Schoenfeld, A. H, Problem Solving Strategies in college-Level Mathematics,

Physics Department, University of California (Berkeley) 1978